某醫院合同能源管理節能量驗證方法研究

0 引言

我國既有的大型公共建筑單位面積耗電量為住宅的10～20倍

，而醫院由于功能復雜、用能系統多且時間長等，在公共建筑能耗中又處于較高位置，上海醫院單位建筑面積能耗達到了公共建筑的1.6～2.0倍

，可見醫院的建筑有較大的節能潛力，正越來越被重視。合同能源管理作為節能減排的有效市場機制得到了廣泛的應用，但節能量的測量和驗證是合同能源管理的關鍵。目前常用的節能量測量公式為：節能量=基準期能耗-驗證期能耗+調整值。但由于建筑用能系統的復雜性及計量表具的不完善性，使單項節能效果的評價無法進行，再加上氣候條件、人員占用率、建筑功能變化等不確定因素，使調整值的確定尤為困難。

本文以上海某綜合醫院節能改造合同能源管理項目為典型案例，通過對改造方案的分析及《建筑改造項目節能量核定標準》

DG/TJ08-2244-2017關鍵參數法，找出了適用于醫院建筑綜合節能改造的節能量驗證方法，為公共建筑節能改造合同能源管理項目的實施提供了參考和借鑒。

式中：Δae表示平均誤差；Δrmse表示均方根誤差；n值為樣本的個數；ti為預測數值；di為實測拱頂位移值，取n=22，幾種方法采取同樣的處理辦法，下表Elman簡稱E(Elman)，有限元簡稱F(FLAC3D)，小波-模糊控制Elman網絡簡稱W-FE(Wavelet-Fuzzy Elman)對比結果如表2所示。

2）地方省級投資主體主導建設跨地市的省級管網。浙江、江西、廣東、湖北等省級投資主體投資建設省級管網，有一省一網，也有一省多網，運營模式上有統購統銷、代輸或二者兼而有之。

1 項目概況及改造方案

1.1 項目概況

某醫院是上海一所集醫療、教學、預防為一體的三級甲等綜合性醫院，總建筑面積156 227 m

，改造涉及外科樓、內科樓、病房大樓等建筑的空調供冷、制熱和生活熱水系統。

改造前，空調冷熱源來自3臺蒸汽驅動溴化鋰機組。單臺溴化鋰機組制冷量為3 485 kW，制熱量2 919 kW，此外還配套了5臺冷凍水一次泵、6臺冷熱水二次泵、5臺冷卻水泵和10臺冷卻塔。驅動溴化鋰機組的蒸汽、生活熱水及廚房熱水均由集中燃氣蒸汽鍋爐提供。

其中indexSy(T′(y),0)是在空間Sy上線性算子T′(y)在0點的指標,σ是T′(y)在Sy上的大于1的特征值的代數重數之和。

空調供冷系統改造：拆除原有溴化鋰機組，新增2臺單制冷量為1 407 kW的磁懸浮冷水機組和2臺單制冷量1 496 kW的高效變頻螺桿冷水機組，原有1臺螺桿冷水機組保留，在保證系統能效的同時，降低投資成本。

1.2 節能潛力分析

溴化鋰機組存在性能衰減快、真空度難以保證、溴化鋰溶液需經常更換等問題，維護成本逐年升高。2018年9月，第三方機構對直燃式溴化鋰機組實際供冷制熱能效進行了測試，發現供冷能效僅為0.91，制熱僅0.61，有較大的節能空間。

3) 選取拉形高度、加工深度、進刀方式作為因子，通過正交試驗分析得出，加工深度對回彈角度的影響最大，最優組合是A2B1C2，即采用拉形高度為20mm,加工深度為15mm,進刀方式為交叉進刀這3種工藝參數加工時，回彈角度最小。

——改造后生活熱水系統提供總熱量

所實際消耗的電量，kWh，現場電表實際計量；

式中：

1.3 綜合節能改造方案

針對空調供冷、制熱、生活熱水系統制定了一套綜合節能改造方案。

醫院主要能耗為電和天然氣。改造前以2018年能耗為基準，總耗電量為20 541 146 kWh，耗氣量1 747 961 m

，總能耗8 187.7 tce。

高三拍《幸福來敲門》時，楊紫剛一進組就被導演勒令減肥。楊紫早上喝一碗粥，中午吃個芒果，晚上不吃，靠這種“不人道”的方式，楊紫終于減了十多斤。

空調制熱系統改造：采用2臺額定制熱量為2 800 kW(4 t)的超低氮真空熱水機組替代溴化鋰機組，其中1臺為能效更高的冷凝真空熱水機組。

空調采暖系統改造后采用超低氮真空熱水機組提供，節能量驗證的總體原則是在提供同等采暖熱量的前提下，比較改造前后空調熱源的能耗費差值，即通過權威第三方測試改造前溴化鋰機組制熱能效，改造后安裝能量計及通過天然氣表計量改造后空調采暖系統供熱量及新更換真空熱水機組耗氣量，計算同等供熱量下改造前溴化鋰機組的天然氣耗量，比較改造前后能耗費差值，即為空調采暖系統改造節費，具體節能量驗證采用如下公式計算。

2 節能量驗證方法的確定

2.1 空調供冷系統節能量驗證方法

空調供冷系統改造后，由磁懸浮冷水機組及變頻螺桿冷水機組供冷。空調供冷系統節能量驗證的總體原則是在提供同等冷量的前提下，比較改造前后能耗費差值，具體為通過權威第三方測試改造前溴化鋰機組供冷系統能效，改造后安裝能量計及通過智能電表計量空調供冷量及冷機耗電量；計算同等供冷量下改造前溴化鋰機組的天然氣耗量，比較改造前后能耗費差值，即為空調冷源改造節費。具體節能量驗證采用如下公式計算。

也許有人問，不懂“國語”的音樂家把Chopin翻譯成了“雪盆”不對，但為什么不翻譯成“肖盆”（這個不是發音和外文更接近嗎）？而作為經典中的人物David為什么可以翻譯成“大衛”而不是“戴維”？Peter為什么翻譯成“彼得”而不是“皮特”？這些都源于漢語的特殊之處，屬于表意文字，而且同音字較多。同音字既然多，就有選擇的余地，并且選擇不同的字可以體現不同的內涵，這一點就不是漢語姓名翻譯成外文（純粹音譯）所能比擬的。如何選音譯的用字，這個是外文姓名漢譯的一個關鍵，它要考慮的方面非常之多，和整個的中西文化語境都有關系。

式中：

地方傳統媒體和新媒體的融合發展，意味著中國的草根力量和精英力量的完美結合，這種力量將會覆蓋中國幾乎全部的行業，它代表所有群體的聲音、經驗和知識，有利于引導中國社會輿論，扶正抑偏，可以實現黨十八大提出的構建小康社會及推動中國政治體制改革等議題，會給中國社會帶來重大的影響。[2]

E

——驗證期內空調供冷系統節省運行費用，元（RMB）；

——改造前空調供冷系統提供總冷量

所需消耗的燃氣量，m

；

——平均燃氣單價，元/m

；

——改造后空調供冷系統提供總冷量

所實際消耗的電量，kWh，現場電表實際計量；

——平均電力單價，元/kWh；

——驗證期內空調供冷系統提供的總供冷量，kJ，現場能量計實際計量；

——改造前溴化鋰機組供冷系統平均供冷效率，由第三方機構驗證得到；

——燃氣平均低位發熱量，38 044 kJ/m

。

張哲[22]等實驗研究了空氣源熱泵機組蒸發器結構變化對其結霜特性的影響。結果表明，蒸發器結構參數對蒸發器結霜速度具有很大的影響，管排數越多，肋片間距越小，蒸發器結霜越嚴重。

2.2 采暖系統節能量驗證方法

生活熱水系統改造：采用9臺單制熱量為88 kW的空氣能熱泵熱水器代替集中燃氣蒸汽鍋爐供應生活熱水，同時配置儲熱水箱，充分利用谷電制取熱水，最大程度降低能耗費用。

改造前冷卻塔在動輔樓屋頂。為防止冷卻塔噪音影響周邊居民，冷卻塔四周封閉，散熱效果差，冷卻效率低，經測試僅為57%。

E

——驗證期內空調采暖系統節省運行費用，元；

——改造前空調熱源系統提供總熱量

所需消耗的天然氣量，m

；

在武漢市5月上旬播種EK2S，播始歷期80 d。據2017年8月中旬觀察，EK2S在正常晴好天氣下，每日 9：00—12：00 開花量占全日開花量 64.4%，花時高峰在 10：00—11：00，柱頭外露率 74.6%，其中雙邊外露率 32.6%，持續張穎時間 81.2 min，包頸粒率 15.1%。 同期抽穗的廣占 63S，每日 9：00—12：00開花量占全日開花量57.3%，花時高峰在11：00—12：00，柱頭外露率 50.4%，其中雙邊外露率 30.0%，持續張穎時間 49.2 min，包頸粒率 24.4%。

——改造后空調熱源系統提供總熱量

所實際消耗的天然氣量，m

，現場天然氣表實際計量；

——平均天然氣單價，元/m

；

直流磁控濺射沉積速率的大小對薄膜中晶粒尺寸及表面的粗糙度有直接影響,因而在一定程度上影響薄膜的電學性能,所以對薄膜沉積速率的研究是有必要的。利用臺階儀測量不同工藝參數下所制備的NiCr薄膜的厚度,然后除以濺射時間5 min得到相應的沉積速率,結果如圖2所示,其中圖2(a)為薄膜沉積速率與濺射功率的關系,Ar氣壓為 3 mTorr;圖2(b)為沉積速率與Ar氣壓的關系,濺射功率為1 000 W。結果顯示,NiCr薄膜的沉積速率隨濺射功率的增大而增大,隨Ar氣壓的增大呈現出先增大后減小的趨勢。

——驗證期內空調熱源系統提供的總供熱量，kJ，現場能量計實際計量；

——改造前溴化鋰機組的平均供熱效率，由第三方機構驗證得到；

第二，管轄制度。管轄是指確定同級人民法院以及上下級人民法院之間受理第一審案件的分工和權限。管轄制度解決的是違法行為發生后，有起訴權的主體（原告）向何地何級法院起訴的問題。建立水資源保護公益訴訟管轄制度，首先要科學合理確定有管轄權的法院，不能出現同一個案件在流域不同地區法院皆有管轄權或皆無管轄權的情況；其次要便利起訴（方便當事人起訴、應訴），并保證案件能夠得到公正審理。

——天然氣平均低位發熱量，38 044 kJ/m

。

2.3 生活熱水系統節能量驗證方法

生活熱水系統改造后由空氣能熱泵熱水機組供應，節能量驗證的總體原則是在提供同等生活熱水熱量的前提下，比較改造前后生活熱水系統的能耗費差值，即通過權威第三方測試改造前蒸汽鍋爐供生活熱水能效，改造后安裝能量計及通過智能電表計量生活熱水系統供熱量及熱泵熱水機組耗電量，計算同等供熱量下改造前蒸汽鍋爐的天然氣耗量，比較改造前后能耗費差值，即為生活熱水系統改造節費，具體節能量驗證采用如下公式計算。

式中：

E

——驗證期內生活熱水系統節省運行費用，元；

——改造前生活熱水系統提供總熱量

所需消耗的天然氣量，m

；

改造前空調水系統冷熱水一次泵、冷卻泵為工頻泵，二次泵雖配有變頻裝置，但實際并未變頻運行，此外所有水泵配置功率較大，也存在一定的節能潛力。

——平均天然氣單價，元/m

；

——平均電力單價，元/kWh；

——驗證期內生活熱水系統提供的總供熱量，kJ，現場能量計實際計量；

——改造前燃氣蒸汽鍋爐供生活熱水系統的整體供熱效率，由第三方機構驗證得到；

改造前生活熱水通過集中燃氣鍋爐提供，蒸汽輸送距離長，最長達400 m，不僅存在較大的輸送熱損失，且通過板式換熱器也存在一定的熱損失。

——天然氣平均低位發熱量，38 044 kJ/m

。

3 節能量方法應用效果分析

3.1 能效數據的取值及計量表具的安裝

根據上述計算方法，由具備檢測資質的權威第三方認證改造前溴化鋰機組供冷系統效率、溴化鋰機組采暖系統效率及燃氣蒸汽鍋爐供生活熱水系統效率，見表1。

1）空調供冷系統

在空調冷凍水總管安裝冷量計用于計量空調供冷系統總供冷量。改造后空調供冷系統安裝智能電表用于計量空調供冷系統實際消耗的電量。

繼承和發揚中國傳統文化，培養學生的思辨能力。日語學習要進行雙向，甚至是多向的文化導入，在吸收日本先進文化的同時，更要繼承和發揚中國優良的文化傳統。

2）采暖系統

在采暖熱水總管安裝熱量計用于計量采暖系統總供熱量，在真空熱水機組燃氣管上安裝天然氣表用于計量改造后采暖系統天然氣實際消耗量。

3）生活熱水系統

在生活熱水總管上安裝熱量計用于計量生活熱水系統總供熱量，在空氣能熱泵熱水機組安裝智能電表用于計量改造后生活熱水系統實際消耗的電量。

3.2 實際算例

計算時電費單價取0.7元/kWh，燃氣單價取3.6元/m

，折標煤系數參照《建筑改造項目節能量核定標準》DG/TJ08-2244-2017，電力折標煤系數為0.298 kgce/kWh，天然氣折標煤系數為1.298元/m

。

1）空調供冷系統節能效益計算算例

以該醫院2020年夏季某月能耗數據為例，該月空調系統供冷量為1 612.0 MWh，改造后空調供冷系統耗電量為16 762 kWh，通過上文公式計算該月空調供冷系統節能效益及節能量如表2。

2）采暖系統節能效益計算算例

以該醫院2020年冬季某月能耗數據為例，該月采暖系統供熱量為1 121.6 MWh，改造后真空熱水機組采暖耗燃氣量為117 429 m

，通過上文公式計算該月采暖系統節能效益及節能量如表3。

3）生活熱水系統節能效益計算算例

以該醫院2020年某月能耗數據為例，該月生活熱水系統供熱量為120 MWh，改造后空氣能熱泵熱水機組耗電量為26 495 kWh，通過上文公式計算該月生活熱水系統節能效益及節能量如表4。

本文選取的評價對象是8m3的水壓式沼氣池，由進料口、出料口、水壓間和發酵間組成。其構造簡單，施工方便，造價較低，是中國農村普遍采用的一種人工制取沼氣的厭氧發酵裝置。沼氣池為紅磚混凝土結構，建設期為3天，使用壽命為15 年。發酵原料為畜禽糞便，農作物秸稈和人糞尿的混合原料，年產沼氣400m3。本研究的功能單位為400m3沼氣。

4 結論

醫院建筑功能復雜，用能系統多，能耗高，通過引進專業節能服務公司合同能源管理模式進行綜合節能改造是一種專業化節能降耗的有效市場機制，而節能效益分享期節能量的測量和驗證是合同能源管理實施的關鍵。

在用能系統提供同等冷量/熱量的前提下，通過比較改造前后用能系統的能耗費差值，進而得到驗證期內的實際節能效益，很好地解決了天氣變化、人員變化、用能時間變化等對節能效益的影響，減少了合作雙方在節能效益分享期所面臨的不確定性風險，相對公平地保證了雙方利益，具有一定的推廣應用價值。

[1]江億,姜子炎,魏慶芃.大型公共建筑能源管理與節能診斷技術研究[J].建設科技,2010(11):20-23.

[2]趙麗娜,劉勇,許壯瑩.基于能耗分析的醫院節能管理與實踐[J].能源研究與管理，2021(1):132-138.

[3]上海市住房和城鄉建設管理委員會.建筑改造項目節能量核定標準：DG/TJ08-2244-2017[S].上海：同濟大學出版社，2017:8-18.